KWALIFIKACJA ELM2 + ELM5 - CZERWIEC 2009

PYTANIE NR 33.
Na jaki zakres należy ustawić woltomierz analogowy, aby błąd pomiaru napięcia o wartości 19 V był najmniejszy?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
W analogowych woltomierzach błąd graniczny jest zwykle podawany jako procent końca zakresu (pełnej skali).
Aby zminimalizować błąd dla 19 V, należy wybrać najmniejszy zakres, który obejmuje tę wartość, czyli 0–20 V. Zakres 0–2 V jest za mały (przeciążenie), a 0–200/700 V daje większy błąd.

Pełne wyjaśnienie:

W woltomierzu analogowym dobór zakresu ma bezpośredni wpływ na błąd pomiaru i "gęstość" skali. W wielu przyrządach analogowych dokładność (klasa) odnosi się do końca zakresu (pełnej skali), tzn. błąd graniczny bywa liczony jako pewien procent wartości maksymalnej danego zakresu.

Dlatego, jeżeli mierzysz napięcie 19 V, to aby uzyskać możliwie najmniejszy błąd graniczny (wynikający z klasy przyrządu), wybierasz najmniejszy zakres, na którym wskazówka nie wyjdzie poza skalę. W tym zestawie odpowiedzi warunek ten spełnia zakres 0–20 V.

Omówienie odpowiedzi:

  • 0–20 V – poprawnie: 19 V znajduje się blisko końca skali, ale nadal w zakresie. To minimalizuje błąd graniczny liczony od pełnej skali oraz poprawia czytelność odczytu.
  • 0–200 V – niepoprawnie: napięcie 19 V zajmuje mały fragment skali, co pogarsza rozdzielczość odczytu, a błąd graniczny liczony od końca zakresu jest większy niż dla 20 V.
  • 0–700 V – niepoprawnie: jeszcze większy zakres dodatkowo pogarsza warunki odczytu i zwiększa błąd graniczny w porównaniu z niższymi zakresami.
  • 0–2 V – niepoprawnie: 19 V przekracza ten zakres, co oznacza przeciążenie (wskazówka "wybije" poza skalę) i pomiar nie będzie poprawny.

W praktyce serwisowej często stosuje się zasadę: zacznij od wyższego zakresu, aby nie przeciążyć miernika, a następnie przełącz na najniższy możliwy obejmujący mierzoną wartość.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Wybierz najmniejszy zakres, który nadal obejmuje mierzoną wartość. W analogowych miernikach błąd graniczny często odnosi się do końca skali, więc mniejszy zakres zwykle oznacza mniejszy błąd i lepszą czytelność. Warunek: nie wolno przekroczyć zakresu.
Na zakresie 0–20 V wskazówka wykorzystuje większą część skali, więc odczyt jest dokładniejszy i mniej podatny na błąd odczytu. Dodatkowo, jeśli błąd jest liczony jako procent pełnej skali, to 20 V daje mniejszy błąd graniczny niż 200 V dla tej samej klasy przyrządu.
Nastąpi przekroczenie zakresu: wskazówka może dojść do ogranicznika lub "wybić" poza skalę. Taki pomiar jest niewiarygodny, a w skrajnych przypadkach może uszkodzić miernik. Dlatego zawsze upewnij się, że wybrany zakres jest większy od spodziewanej wartości.
Jest "bezpieczniejszy" w sensie mniejszego ryzyka przekroczenia zakresu, ale zwykle daje gorszą dokładność odczytu. Przy dużym zakresie mierzona wartość zajmuje mały fragment skali, co zwiększa wpływ błędu odczytu i (często) błąd graniczny liczony od pełnej skali.
Błąd graniczny to maksymalne odchylenie wyniku od wartości rzeczywistej wynikające z klasy i własności przyrządu. W wielu miernikach analogowych jest on podawany jako procent końca zakresu (pełnej skali), dlatego dobór mniejszego zakresu (bez przekroczenia) zwykle zmniejsza ten błąd.
Najczęstsze to: wybór zbyt dużego zakresu "na wszelki wypadek", pomijanie faktu, że 0–2 V nie obejmuje 19 V, oraz brak rozróżnienia między bezpieczeństwem (nie przekroczyć zakresu) a minimalizacją błędu (wybrać możliwie najmniejszy właściwy zakres).
Gdy nie znasz przybliżonej wartości, zacznij od wyższego zakresu, aby uniknąć przeciążenia. Gdy już wiesz, że wynik mieści się w niższym zakresie, przełącz na najmniejszy możliwy, by poprawić dokładność i czytelność. To typowa praktyka serwisowa.
Pełna skala to maksymalna wartość danego zakresu (np. 20 V dla zakresu 0–20 V). Jeśli dokładność jest liczona od pełnej skali, to błąd graniczny zależy od tej wartości. Dlatego przy tej samej klasie przyrządu mniejsza pełna skala zwykle oznacza mniejszy błąd.
Często tak, ale powód bywa inny: w miernikach cyfrowych zmiana zakresu może wpływać na rozdzielczość wyświetlania i stabilność wskazań. W wielu DMM działa autorange. Na egzaminie ważne jest rozumienie zasady: nie przekraczać zakresu i dążyć do możliwie lepszej rozdzielczości/niepewności pomiaru.
Upewnij się, że wskazówka pracuje w zakresie skali (nie przy ograniczniku), dobierz zakres tak, by odczyt był w "górnej" części skali, patrz prostopadle na podziałkę (redukcja paralaksy) i zwróć uwagę na stan mechaniczny miernika. To zmniejsza błędy odczytu.
info

Statystycznie 57% uczniów zna prawidłową odpowiedź. średnie

Specjaliści zwracają uwagę: "Zakres 0–2 V jest za mały (przeciążenie), a 0–200/700 V daje większy błąd."

Źródła:

  • Wikipedia: Voltmeter – https://en.wikipedia.org/wiki/Voltmeter (dostęp: 2026-02-18)
  • Wikipedia: Multimeter – https://en.wikipedia.org/wiki/Multimeter (dostęp: 2026-02-18)
  • Wikipedia (PL): Klasa dokładności (przyrządy pomiarowe) – https://pl.wikipedia.org/wiki/Klasa_dok%C5%82adno%C5%9Bci_(przyrz%C4%85dy_pomiarowe) (dostęp: 2026-02-18)

Materiały:

  • Podstawy metrologii elektrycznej (błąd, dokładność, klasa przyrządu)
  • Instrukcje obsługi analogowych mierników uniwersalnych (opis klasy i błędu od pełnej skali)
  • Materiały dydaktyczne z pracowni pomiarów elektrycznych i elektronicznych

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego